Elektronik Hobi Devreleri

Koruma Devreli Basit 12V Li-Ion Pil Paketi Tasarlama

Bu yazımızda basit bir 12V Li-Ion pil takımının  nasıl tasarlanacağını ve koruma devresi ile nasıl kullanılacağını  göreceğiz  . Lityum-İyon pil, günümüzde ekipman ve gadget’lara güç sağlamak için kullanılan en yaygın kullanılan enerji depolama cihazlarından biridir. Due için  yüksek enerji yoğunluğu  ve şarj edilebilir yetenekleri, Li-ion hücreleri farklı voltaj çıkışı ve kapasitelerinin bir pil takımını yapmak için farklı seri ve paralel düzenlemeler bağlanır. Basit bir pil takımı tasarlamak ve bunu uygun maliyetli bir koruma devresi ile  bağlayarak RC arabalara, dörtlü helikopterlere veya 12VDC’de çalışan diğer farklı aygıtlara güç sağlamak için kullanılabilecek sağlam bir pil takımı yapmak.

Li-İyon Hücreleri Seri ve Paralel Olarak Bağlama

 Çoğu Lityum hücre kimyasının Nominal voltajı 4 Volt’tan düşüktür. Bu nedenle, daha yüksek voltajlı uygulamalar için kullanılabilir hale getirmek için bir yükseltici dönüştürücü kullanmamız gerekebilir veya hücreleri seri ve paralel bağlantıların bir kombinasyonunda düzenleyerek gerekli çıkış voltajını sağlayan bir pil takımı tasarlayabiliriz.

Hücrelerin Seri Bağlanması : Bir akünün artı kutbu ikinci akünün eksi kutbuna bağlandığında, akünün seri olarak bağlanmış olduğu kabul edilir. Seri bağlantı durumunda pilin toplam gerilimi artırılır ve seri bağlanan tüm pillerin gerilimlerinin toplamı ile verilir. Aşağıdaki resim, bir seri bağlantının nasıl göründüğünü gösterir.

Seri Bağlantı
Seri Bağlantı

Hücrelerin Paralel Olarak Bağlanması : Birinci pilin artı kutbu ikinci pilin artı kutbuna ve benzer şekilde 2 hücrenin eksi kutbu birbirine bağlandığında, pilin paralel bir bağlantıda bağlı olduğu söylenir. Paralel bağlantı durumunda, voltaj aynı kalırken pilin toplam kapasitesi artar. Aşağıdaki resim, paralel bağlantıdaki hücrelerin nasıl göründüğünü gösterir.

Paralel Bağlantı
Paralel Bağlantı
12 V pil takımı yapma

Bir pil takımı yapmak için ilk adım, bir hücrenin nominal voltajını bilmektir. Tarafımızdan seçilen hücrelerin nominal voltajı 3,7Volt, şarj voltajı ise 4,2V’dir. Bu nedenle, 12 V’luk bir paket yapmak için seri bağlı 3 hücreye ihtiyacımız var  . Kullandığımız hücrelerin görüntüsü aşağıda gösterilmiştir.

Pil
Pil

1200mAh kapasiteli 3.7V pil seçiyoruz. Bu nedenle, 3.7V 1200mAh’lik 3 benzer hücreyle ve bunları aşağıdaki şemada gösterildiği gibi seri olarak bağlayın.

Not:  Aynı kapasitedeki tüm hücreleri bağladığınızdan emin olun, aksi takdirde pil paketinizin ömrü etkilenecektir.

Bir 3-hücresi destek braketi (veya hücre ayırıcı) aldı ve 1 öyle bir şekilde 3 hücre yerleştirilir st  ve 3 üncü  hücre pozitif yüzü aşağı bakacak şekilde ve orta hücrenin pozitif taraf yukarı bakacak şekilde olması. Hücreyi yerleştirdikten sonra başka bir 3 hücreli destek braketi yerleştirin ve paketin sabitlendiğinden ve pillerin yerlerine sabitlendiğinden emin olun. Şimdi bir sonraki adım, pili seri olarak birbirine bağlamaktır. 3 hücreye C1, C2 ve C3 diyelim. İlk olarak, bir nikel şerit kullanarak C1’in +ve terminalini C2’nin negatif terminaline ve aşağıdaki resimde gösterildiği gibi C2’nin pozitif terminalini C3’ün negatif terminaline bağlayın.

Pilleri seri ve Paralel Bağlantısı
Pilleri seri ve Paralel Bağlantısı

Sonraki adım, kabloları C1’in negatif terminalinden ve başka bir kabloyu C3’ün pozitif terminalinden bağlamaktır. Yukarıdaki konfigürasyona 3S konfigürasyonu veya 3 serisi konfigürasyon denir ve C3’ün pozitif terminali ile C1’in negatif terminali arasındaki voltaj ölçüldüğünde, 12V hücreye eşit olacaktır.

Nikel şerit pile nasıl bağlanır

En iyi yöntem nokta kaynak makinesi kullanmaktır. İlk olarak, yüzeydeki toz veya kir parçacıklarını temizlemek için hücrenin yüzeyini ve nikel şeridin yüzeyini temiz bir bezle temizleyin. Pilin terminaline bir nikel şerit yerleştirin ve punta kaynak makinesinin uçlarını getirin ve kısa temas yapın, pili döndürerek işlemi tekrarlayarak ekstra bir bağlantı yapabilirsiniz, piliniz artık nikel şeride güvenli bir şekilde bağlanmıştır. Diğer bağlantıları yapmak için aynı adımı tekrarlayın.

Punta kaynakçınız yoksa ne olacak?

İlk adım, bir çivi veya herhangi bir metal nesne kullanmak ve bağlamak istediğiniz pillerin tüm terminallerini çizmektir.

Pilin üstüne çizik atmak
Pilin üstüne çizik atmak

Çizdikten sonra, hücre terminaline az miktarda flux koyun ve terminale biraz lehim yapıştırın. Nikel şerit için de aynısını yapın ve Nikel şeridi hücrenin terminaline bağlayın.

Pilin Lehimlenmesi
Pilin Lehimlenmesi

Bağlantıları gerektiği gibi yapmak için adımı birkaç kez tekrarlayın. 12V hücreniz hazır.

Pil Koruma Modülü Bağlama

Li-ion piller, pilin sağlığını iyi durumda tutmak için bir pil koruma modülü gerektirir. Bu cihazlar, pil takımını aşırı şarj, derin deşarj ve hatta aşırı akımdan zarar görmekten korur. Pili güvende tutmak ve ömrünü uzatmak için gereklidir. Bataryamızı güvende tutmak için raf üstü 3-S 6Amp Batarya Koruma Modülü veya BMS Modülü kullandık.

BMS Pil Yönetim Sistemi
BMS Pil Yönetim Sistemi

Pil takımına bir BMS modülü bağlayın. Çoğu BMS aynı bağlantı terminolojisine sahip olacaktır.

P-                      Pil takımı için Negatif Terminal Bağlantısı   

Pil takımı için P+ Pozitif Terminal Bağlantısı 

T                       Sıcaklık sensörünü takmak için

B+                     İlk pilin pozitif terminali

B-                      Son pilin negatif terminali

B1                     1 bağlantısı st  pil

B2 2.  pil                     ile bağlayın

Sıcaklığı ölçmek için NTC termistör kullanabilirsiniz. Termistörün bir ucunu P+ terminaline bağlamanız ve NTC termistörünün diğer ucunu BMS modülü üzerindeki T pedine bağlamanız gerekecektir.

Test yapmak

Modülü test etmek için tüm bağlantıları görsel olarak inceledikten sonra P+ ve P- arasındaki voltajı kontrol edin. voltaj, B+ ve B- pedindeki voltaja eşit olmalıdır. Bir sonraki adım, voltajı P- ve B1 boyunca test etmektir, çünkü voltaj tek bir hücrenin voltajı olduğundan, voltaj 3,7V’ye yakın bir yerde olmalıdır.

Tek bir Hücre ölçümü
Tek bir Hücre ölçümü

Bir sonraki adım, P- ve B2 arasındaki voltajı test etmektir, bu ölçüm bize seri bağlı 2 hücre arasındaki voltajı verecektir ve görüntülenen voltaj 7.4V civarında bir yerde olacaktır.

2 Hücrenin Ölçümü
2 Hücrenin Ölçümü

Tüm pedleri test ettikten sonra, pil takımını şarj etmek için 12 V’luk bir şarj cihazı kullandım ve yarım saat sonra pil takımının voltajını ölçtüm. Paketin başlangıç ​​voltajı ve paketin son voltajı aşağıda verilmiştir.

ZamanVoltaj
Başlangıç11.58V
30 dakika12.03V

Ayrıca pil takımını bir ampule, motora ve diğer cihazlara güç sağlamak için kullandım ve pil takımı mükemmel çalıştı.

Çözüm

Pil takımı tasarlama bilgisi çok önemlidir, çünkü hücreler düşük kapasiteleri ve voltajları nedeniyle nadiren tek bir varlık olarak kullanılır, bu nedenle hücreler bir pil takımı oluşturmak üzere bir araya toplanır. Pil ler seri bağlandığında pilin voltajı artarken piller paralel bağlandığında pilin kapasitesi artar. Li-ion hücrelerin zarar görme riski nedeniyle, pil paketleri, pil paketinin düzgün çalışmasını sağlayan bir pil yönetim sistemi ile sarılır. BMS genellikle pilin sağlığını, şarjını, voltajını ve akımını izlerken, daha gelişmiş BMS ayrıca sıcaklığı da izleyebilir ve pilin verilerini uzak bir konuma iletme işlevine sahip olabilir. Pil takımının tasarımıyla ilgili herhangi bir şüpheniz veya sorunuz varsa, umarım yeni bir şeyler öğrenmişsinizdir, 

Bu makale buradan çevrilmiştir.

Related posts

İki Basit Röle Tabanlı Motosiklet Alarm

Ömer Ersin

IC LM324

Ömer Ersin

PIR Sensör Tabanlı Hareket Dedektörü / Sensör Devresi

Ömer Ersin